《钢结构原理与设计第二版》中国建筑工业出版社夏志斌_部分课后答案
钢结构基本原理课后习题答案
第二章2.1 如图2-34所示钢材在单向拉伸状态下的应力－应变曲线，请写出弹性阶段和非弹性阶段的σε-关系式。
tgα'=E'f y 0f y 0tgα=E 图2-34 σε-图（a ）理想弹性－塑性（b ）理想弹性强化解：（1）弹性阶段：tan E σεαε==⋅非弹性阶段：y f σ=（应力不随应变的增大而变化） （2）弹性阶段：tan E σεαε==⋅ 非弹性阶段：'()tan '()tan y y y y f f f E f Eσεαεα=+-=+-2.2如图2-35所示的钢材在单向拉伸状态下的σε-曲线，试验时分别在A 、B 、C 卸载至零，则在三种情况下，卸载前应变ε、卸载后残余应变c ε及可恢复的弹性应变y ε各是多少？2235/y f N mm = 2270/c N mm σ= 0.025F ε= 522.0610/E N mm =⨯2'1000/E N mm =f yσF图2-35 理想化的σε-图解：（1）A 点：卸载前应变：52350.001142.0610y f Eε===⨯卸载后残余应变：0c ε=可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-=卸载前应变：0.025F εε== 卸载后残余应变：0.02386y c f Eεε=-=可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-=（3）C 点： 卸载前应变：0.0250.0350.06'c yF f E σεε-=-=+=卸载后残余应变：0.05869cc Eσεε=-=可恢复弹性应变：0.00131y c εεε=-=2.3试述钢材在单轴反复应力作用下，钢材的σε-曲线、钢材疲劳强度与反复应力大小和作用时间之间的关系。
答：钢材σε-曲线与反复应力大小和作用时间关系：当构件反复力y f σ≤时，即材料处于弹性阶段时，反复应力作用下钢材材性无变化，不存在残余变形，钢材σε-曲线基本无变化；当y f σ>时，即材料处于弹塑性阶段，反复应力会引起残余变形，但若加载－卸载连续进行，钢材σε-曲线也基本无变化；若加载－卸载具有一定时间间隔，会使钢材屈服点、极限强度提高，而塑性韧性降低（时效现象）。
《钢结构原理与设计第二版》章课后答案.docx
4. 1解:N = Y G N GK +Y Q N QK =1.2X |X 315 + 1.4X |X 315 = 420^焊缝质量为三级，用引弧板施焊。
查表得E43焊条的//= 185/V/mm 2,Q235 钢的 / = 215/V/mm 2。
N 420 X103 「北 t> ------ : ■ bf. = ---------- =1135mm 200x185 故取 f = 12mm o4. 2解:N = Y G N GK +Y Q N QK =1.2X O.2A/A +1.4X O.8A/A =l36N k 焊缝质量为二级，f t w =215N/mm 2未用引弧板施焊 l w — 400 — 2x12 = 316mmN = f ；v l w t = i.36N kf t w l w t. 1.36 = 215X376X12 亍山册1.364. 4解: 1）焊脚尺寸仰hf 、> 1 珀匚唤=l-5xV10 = 4.74mm h f[ < 1.2/inin = 1.2x8 = 9.6mm趾部尺寸! h /2 !-5At = 1.5x VlO = 4.74m/n WV^/2 "nin - （1 〜2）= 8-（1 〜2） = 6 〜7mm 为方便备料,取h f i = hf2 = hf = 6mm ,满足上述要求。
2） 轴心力N 的设计值N= Y C >N C .K ^Y Q N QK=1.2X 0」x 180 +1.4x 0.9x 180 = 248.4^按角钢背与趾部侧面角焊缝内力分配系数可知:等边角钢内力分配系 数 勺=0.3— = 0.7 bh对角钢趾部取力矩平衡得：N\b = N®N\=^N = 0.3N = 0.3x248.4 = 74.52RN 1 b N 2=N-N } =0.7^ =0.7X 24&4 = 173.88RN3） 焊缝长度。
钢结构基本原理(第二版)习题参考解答第七章
7.1 一压弯构件长15m ，两端在截面两主轴方向均为铰接，承受轴心压力1000N kN =，中央截面有集中力150F kN =。
构件三分点处有两个平面外支承点（图7-21）。
钢材强度设计值为2310/N mm 。
按所给荷载，试设计截面尺寸（按工字形截面考虑）。
解：选定截面如下图示：图1 工字形截面尺寸下面进行截面验算：（1）截面特性计算()23002026502021420540A mm =⨯⨯+-⨯⨯=339411300650286610 1.45101212x I mm =⨯⨯-⨯⨯=⨯ 63/325 4.4810x x W I mm ==⨯337411220300610149.01101212y I mm =⨯⨯⨯+⨯⨯=⨯ 53/150 6.0110y y W I mm ==⨯266.2x i mm ==66.2y i m m = （2）截面强度验算36226100010562.510172.3/310/20540 4.4810x M N N mm f N mm A W σ⨯⨯=+=+=<=⨯ 满足。
（3）弯矩作用平面内稳定验算 长细比1500056.3266.2x λ== 按b 类构件查附表4-4，56.368.2，查得0.761x ϕ=。
2257222.061020540' 1.20101.1 1.156.3EX x EA N N ππλ⨯⨯⨯===⨯⋅⨯ 弯矩作用平面内无端弯矩但有一个跨中集中荷载作用：371000101.00.2 1.00.20.981.2010 1.1mx EX N N β⨯=-⨯=-⨯=⨯⨯， 取截面塑性发展系数 1.05x γ= 363611000100.98562.5100.7612054010001010.8 1.05 4.481010.8' 1.2010mx x x x x EX M N A N W N βϕγ⨯⨯⨯+=+⨯⎛⎫⎛⎫⨯-⨯⨯⨯-⨯ ⎪ ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭ 22189.54/310/N mm f N mm =<= ，满足。
钢结构基本原理(第二版)习题参考解答第二章
钢结构基本原理（第二版）习题参考解答第二章第二章钢结构的基本材料和构件习题参考解答1. 钢材的基本性能指标有哪些？请简要描述各项性能指标的含义。
答：钢材的基本性能指标包括强度、韧性、可塑性和耐腐蚀性。
- 强度：钢材的强度是指钢材抵抗外力的能力，通常以屈服强度、抗拉强度和抗压强度来表示。
屈服强度是指钢材在受到外力作用时，开始产生塑性变形的应力值；抗拉强度是指钢材在拉伸状态下最大的抵抗外力的应力值；抗压强度是指钢材在受到压缩状态下最大的抵抗外力的应力值。
强度的高低决定了钢材的承载能力。
- 韧性：钢材的韧性是指钢材在受到外力作用时，能够发生塑性变形而不断延展的能力。
韧性的好坏决定了钢结构在受到冲击或震动时的抵抗能力。
- 可塑性：钢材的可塑性是指钢材在受到外力作用时，能够发生塑性变形而不断延展的能力。
可塑性的好坏决定了钢材的加工性能和成型性能。
- 耐腐蚀性：钢材的耐腐蚀性是指钢材在受到各种腐蚀介质（如大气、水、酸等）的侵蚀时，能够保持其力学性能和表面的完整性。
耐腐蚀性的好坏决定了钢结构的使用寿命。
2. 钢材的分类方法有哪些？请简要描述各种分类方法。
答：钢材的分类方法有按化学成分分类、按用途分类和按加工方法分类。
- 按化学成分分类：钢材按化学成分可分为碳素钢、合金钢和不锈钢。
碳素钢的主要成分是碳和铁，其含碳量通常在0.08%~2.11%之间；合金钢是在碳素钢中添加其他合金元素（如铬、钼、锰等）来改善钢材的性能；不锈钢是指含有至少12%的铬元素，在大气或酸性介质中形成一层致密的氧化铬膜，起到防腐蚀的作用。
- 按用途分类：钢材按用途可分为结构钢、机械钢、特种钢和工具钢等。
结构钢是用于制造各种钢结构的钢材，如建筑、桥梁、船舶等；机械钢是用于制造机械零部件的钢材，如轴承、齿轮、轴等；特种钢是用于特殊工作条件下的钢材，如高温、低温、高压等环境下的钢材；工具钢是用于制造各种切削工具和模具的钢材，如刀具、冲压模具等。
- 按加工方法分类：钢材按加工方法可分为热轧钢材、冷轧钢材和锻制钢材。
《钢结构原理与设计第二版》中国建筑工业出版社夏志斌 部分课后答案
4.1解：kN N N N QK Q GK G 420315324.1315312.1=⨯⨯+⨯⨯=+=γγ焊缝质量为三级，用引弧板施焊。
查表得E43焊条的2/185mm N f W t =，Q235钢的2/215mm N f =。
mm bf N t W t 35.11185200104203=⨯⨯=≥ 故取mm t 12=。
4.2解：k k k QK Q GK G N N N N N N 36.18.04.12.02.1=⨯+⨯=+=γγ焊缝质量为二级，2/215mm N f W t =未用引弧板施焊mm l W 376122400=⨯-= tl Nf W W t =，k W W t N t l f N 36.1== kN t l f N W W t k 3.71336.11237621536.1=⨯⨯==4.4解： 1）焊脚尺寸f h背部尺寸⎪⎩⎪⎨⎧=⨯=≤=⨯=≥mmt h mmt h f f 6.982.12.174.4105.15.1min 1max 1趾部尺寸()()⎪⎩⎪⎨⎧=-=-≤=⨯=≥mmt h mmt h f f 7~62~182~174.4105.15.1min 2max 2 为方便备料，取mm h h h f f f 621===，满足上述要求。
2）轴心力N 的设计值kN N N N QK Q GK G 4.2481809.04.11801.02.1=⨯⨯+⨯⨯=+=γγ按角钢背与趾部侧面角焊缝内力分配系数可知:等边角钢内力分配系数3.01=b e 7.02=be对角钢趾部取力矩平衡得: 21Ne b N =kN N N be N 52.744.2483.03.021=⨯===kN N N N N 88.1734.2487.07.012=⨯==-=3)焊缝长度。
当构件截面为一只角钢时，考虑角钢与节点板单面连接所引起的偏心影响， W t f 应乘以折减系数0.85。
钢结构基本原理课后习题答案完全版
fy E
) f y tan '(
fy tan
)
2.2 如图 2-35 所示的钢材在单向拉伸状态下的 曲线，试验时分别在 A、B、C 卸载至零，则在三种情况下，卸 载前应变 、卸载后残余应变 c 及可恢复的弹性应变 y 各是多少？
f y 235N / mm2 c 270 N / mm2 F 0.025 E 2.06 105 N / mm2 E ' 1000 N / mm2
2.7 指出下列符号意义： (1)Q235AF (2)Q345D 答：
(4)Q235D
（1）Q235AF：屈服强度 f y 235N / mm2 、质量等级 A（无冲击功要求）的沸腾钢（碳素结构钢） （2）Q345D：屈服强度 f y 345N / mm2 、质量等级 D（要求提供-200C 时纵向冲击功 Ak 34 J ）的特殊镇静钢（低 合金钢） （3）Q390E：屈服强度 f y 390 N / mm2 、质量等级 E（要求提供-400C 时纵向冲击功 Ak 27 J ）的特殊镇静钢（低 合金钢） （4）Q235D：屈服强度 f y 235N / mm2 、质量等级 D（要求提供-200C 时纵向冲击功 Ak 27 J ）的特殊镇静钢（碳 素结构钢） 2.8 根据钢材下选择原则，请选择下列结构中的钢材牌号： （1）在北方严寒地区建造厂房露天仓库使用非焊接吊车梁，承受起重量 Q>500KN 的中级工作制吊车，应选用何种 规格钢材品种？ （2）一厂房采用焊接钢结构，室内温度为-100C，问选用何种钢材？ 答： （1）要求钢材具有良好的低温冲击韧性性能、能在低温条件下承受动力荷载作用，可选 Q235D、Q345D 等； （2） 要求满足低温可焊性条件，可选用 Q235BZ 等。 2.9 钢材有哪几项主要机械指标？各项指标可用来衡量钢材哪些方面的性能？ 答：主要机械性能指标：屈服强度 f y 、极限强度 fu 以及伸长率 5 或 10 ，其中，屈服强度 f y 、极限强度 fu 是强度 指标，而伸长率 5 或 10 是塑性指标。 2.10 影响钢材发生冷脆的化学元素是哪些？使钢材发生热脆的化学元素是哪些？ 答：影响钢材发生冷脆的化学元素主要有氮和磷，而使钢材发生热脆的化学元素主要是氧和硫。 第四章
钢结构第二版课后习题答案
钢结构第二版课后习题答案【篇一：钢结构基础(第二版)课后习题第四章答案】q235钢，翼缘为火焰切割边，沿两个主轴平面的支撑条件及截面尺寸如图所示。
已知构件承受的轴心压力为n=1500kn。
l?4m解：由支承条件可知l0x?12m，0y11?500?12?64ix??8?5003??250?123?2?250?12476.6?10 mm12122?? 50031iy??8?2??12?2503?31.3?106mm412122a?2?250?12?500?8?10000mmix??21.8cmiy5.6cm，l0y400l0x120071.4?x?55?y?i5.6ix21.8y，，2翼缘为火焰切割边的焊接工字钢对两个主轴均为b类截面，故按y查表得?=0.747n1500?103200.8mpa?f?215mpa整体稳定验算：?a0.747?10000，稳定性满足要求。
4.13图示一轴心受压缀条柱，两端铰接，柱高为7m。
承受轴心力设计荷载值n=1300kn，钢材为q235。
已知截面采用2[28a，单个槽钢的几何性质：a=40cm2，iy=10.9cm，ix1=2.33cm，解：柱为两端铰接，因此柱绕x、y轴的计算长度为：l0x?l0y?7m22b26??ix?2?ix1?a??y02?218?40??2.19940.8cm422l0y700l0x70064.263.1ix???11.1cmyxiy10.9ix11.10x格构柱截面对两轴均为b类截面，按长细比较大者验算整体稳定既可。
由?0x?65.1，b类截面，查附表得??0.779，65.1n1300?103208.6mpa?f?215mpa2整体稳定验算：?a0.779?2?40?10 所以该轴心受压的格构柱整体稳定性满足要求。
4.17焊接简支工字形梁如图所示，跨度为12m，跨中6m处梁上翼缘有简支侧向支撑，材料为q345钢。
集中荷载设计值为p=330kn，间接动力荷载，验算该梁的整体稳定是否满足要求。
钢结构基本原理课后习题答案完全版
fy E
235 2.06 105
0.00114
卸载后残余应变： c 0 可恢复弹性应变： y c 0.00114 （2）B 点： 卸载前应变： F 0.025
第 1 页 共 35 页
《钢结构基本原理》 （第二版）练习参考解答：第二、五、六、七、八章习题答案
0.354
(或计算
y
fy 235
137.6
,再由附表 4-4 查得 0.354 )
故得到稳定临界荷载为
Ncrd Af d 0.354 26.11102 215 198.7kN
当改用 Q365 钢时,同理可求得 1.792 。
由式 5-34b 计算得 0.257 (或由 故稳定临界荷载为
第 3 页 共 35 页
《钢结构基本原理》 （第二版）练习参考解答：第二、五、六、七、八章习题答案
第 4 页 共 35 页
《钢结构基本原理》 （第二版）练习参考解答：第二、五、六、七、八章习题答案
第 5 页 共 35 页
《钢结构基本原理》 （第二版）练习参考解答：第二、五、六、七、八章习题答案
因为
x y
,故对于 Q235 钢相对长细比为
fy E
137.6
Hale Waihona Puke 235 1.48 2.06 105
第 6 页 共 35 页
《钢结构基本原理》 （第二版）练习参考解答：第二、五、六、七、八章习题答案
钢柱轧制, b / h 0.8 .对 y 轴查 P106 表 5-4(a)知为不 b 类截面。 故由式 5-34b 得
解： （1）弹性阶段： E tan 非弹性阶段： f y （应力不随应变的增大而变化） （2）弹性阶段： E tan 非弹性阶段： f y E '(
《钢结构原理与设计第二版》中国建筑工业出版社夏志斌_部分课后答案详解
713.3kN
4.4解： 1）焊脚尺寸 hf
背部尺寸
h
f
1
hf
1.5 tmax 1.5 1 1.2tmin 1.2
10 8
4.74mm 9.6mm
趾部尺寸
h
f
h
2
f2
1.5 tmin
tmax 1.5 10
1 ~ 2 8 1 ~ 2
4.74mm 6 ~ 7mm
为方便备料，取 hf 1 hf 2 hf 6mm，满足上述要求。
y1
l 2
150mm
T f
Tx1 I0
14.3106 54.4 2202.4 10 4
35.3N
/ mm2
598.4103 2 0.7 6 160
445.2mm 60hf
360mm
不可行；
取 hf 7mm 时， lw 381.6mm， lw 60hf 420mm 可行， l 381.6 2hf 395.6mm，取 l 400mm 取 hf 9mm 时， lw 296.8mm， lw 60hf 540mm 可行， l 296.8 2hf 314.8mm，取 l 320mm 故最小的焊脚尺寸可取 7mm ，钢板搭接长度为 400mm
74.52kN
N2 N N1 0.7N 0.7 248.4 173.88kN
3)焊缝长度。
当构件截面为一只角钢时，考虑角钢与节点板单面连接所引起的偏心
影响， ftW 应乘以折减系数 0.85。
角钢趾： lW1 0.7hf
N1
0.85
f
W f
74.52103 0.7 6 0.85 160
f f
2
2 f
f
W f
钢结构基本原理课后习题答案
第二章2.1 如图2-34所示钢材在单向拉伸状态下的应力－应变曲线，请写出弹性阶段和非弹性阶段的σε-关系式。
tgα'=E'f y 0f y 0tgα=E 图2-34 σε-图（a ）理想弹性－塑性（b ）理想弹性强化解：（1）弹性阶段：tan E σεαε==⋅非弹性阶段：y f σ=（应力不随应变的增大而变化） （2）弹性阶段：tan E σεαε==⋅ 非弹性阶段：'()tan '()tan y y y y f f f E f Eσεαεα=+-=+-2.2如图2-35所示的钢材在单向拉伸状态下的σε-曲线，试验时分别在A 、B 、C 卸载至零，则在三种情况下，卸载前应变ε、卸载后残余应变c ε及可恢复的弹性应变y ε各是多少？2235/y f N mm = 2270/c N mm σ= 0.025F ε= 522.0610/E N mm =⨯2'1000/E N mm =f yσF图2-35 理想化的σε-图解：（1）A 点：卸载前应变：52350.001142.0610y f Eε===⨯卸载后残余应变：0c ε=可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-=卸载前应变：0.025F εε== 卸载后残余应变：0.02386y c f Eεε=-=可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-=（3）C 点： 卸载前应变：0.0250.0350.06'c yF f E σεε-=-=+=卸载后残余应变：0.05869cc Eσεε=-=可恢复弹性应变：0.00131y c εεε=-=2.3试述钢材在单轴反复应力作用下，钢材的σε-曲线、钢材疲劳强度与反复应力大小和作用时间之间的关系。
答：钢材σε-曲线与反复应力大小和作用时间关系：当构件反复力y f σ≤时，即材料处于弹性阶段时，反复应力作用下钢材材性无变化，不存在残余变形，钢材σε-曲线基本无变化；当y f σ>时，即材料处于弹塑性阶段，反复应力会引起残余变形，但若加载－卸载连续进行，钢材σε-曲线也基本无变化；若加载－卸载具有一定时间间隔，会使钢材屈服点、极限强度提高，而塑性韧性降低（时效现象）。
钢机构设计原理-夏志斌_部分课后习题答案 2.doc
侦结构—Ft计部分如答赛4. m：= 1.2xlx315 + 1.4x|x315.420^焊缝质累为三级,用引弧板施焊。
查表得E43焊条的X w =185A^/mm2,Q235钢的f = 215N/mtn2.、N 420 xlO3---- -- -----------一 bf, 200x185=11.35mm故取t = 12mmo4.2M：N = y（】N GK + y^NQK = \ ・2x°.2Nk + \ .4x°.8N# =1.367V, 焊缝质最为二级，/；u = 2157V/mm2未用引弧板施焊/vv = 400 — 2x12 = 376/nm广十‘ N 二 f^v l w t = 1 ・36必止= 215x376x12 = 7 6334.4：W：1）焊脚尺寸力/背部尺寸h八 > \ .5 J皿=l -5x VlO =4.74/n/nh < 1.2r = 1.2x8 = 9.6/77/?2趾部尺寸h f 2 > 1 ・5厶酥=l-5x V10 = 4.74/n/n 力/2 "nin - b 〜2）= 8 - （1 〜2）= 6Erun为方便备料.取h f{ = h f2 = h f = 6mm .满足上述耍求。
N\N = Y G NGK + Y Q N QK =1.2X 0.1X 180+1.4X 0.9X 180 = 248.4EN按角钢背与趾部侧面角焊缝内力分配系数可知:等边角钢内力分配系数— 0.3 鱼=0.7bb对角钢趾部取力矩平衡得：N }h = Ne 2N\=、N = 0.37V = 0.3x248.4 = 74.52ZW 1 b N 2=N-N } =0.7A^ =0.7x248.4 = 173.88jt?v3）焊缝长度。
当构件截面为一只角钢时，考虑角钢与节点板单面连接所引起的偏心彫响，f r w 应乘以折减系数0.85。
钢结构设计原理课后习题答案
钢结构设计原理课后习题答案钢结构设计原理课后习题是帮助学生巩固课堂知识，提高问题解决能力的重要环节。
下面是一份含有答案的钢结构设计原理课后习题答案，供参考。
1. 什么是钢结构设计原理？
答案：钢结构设计原理是指在钢结构设计过程中，基于力学原理和结构力学的基本原理，根据结构的受力状态和要求，确定结构的材料、形状和尺寸等参数，以保证结构的安全、经济和合理。
2. 钢结构设计原理的基本步骤是什么？
答案：钢结构设计原理的基本步骤包括结构计算、材料选择、构件设计、连接设计和整体设计。
3. 钢结构中常见的受力形式有哪些？
答案：钢结构中常见的受力形式有拉力、压力、弯矩、剪力和扭矩等。
4. 什么是结构的安全性？
答案：结构的安全性是指结构在正常使用和预定荷载下，不发生破坏和失效的能力。
5. 结构的安全系数是什么？
答案：结构的安全系数是指结构的承载能力与设计荷载的比值，用于保证结构在设计荷载下的安全性。
6. 钢结构的设计荷载包括哪些？
答案：钢结构的设计荷载包括常规荷载、可变荷载、特殊荷载和地震荷载等。
7. 钢结构的构件设计需要考虑哪些因素？
答案：钢结构的构件设计需要考虑构件的受力状态、截面形状和尺寸、材料强度和连接方式等因素。
8. 钢结构的连接设计需要考虑哪些因素？
答案：钢结构的连接设计需要考虑连接的刚度、强度、可拆卸性和耐久性等因素。
9. 钢结构的整体设计需要考虑哪些因素？
答案：钢结构的整体设计需要考虑结构的稳定性、刚度和振动等因素。
10. 钢结构设计中常用的计算方法有哪些？
答案：钢结构设计中常用的计算方法有弹性计算、塑性计算、稳定性计算和疲劳计算等。
钢结构基本原理课后习题集答案解析(第二版)
第二章如图2-34所示钢材在单向拉伸状态下的应力－应变曲线，请写出弹性阶段和非弹性阶段的σε-关系式。
tgα'=E'f y 0f y 0tgα=E 图2-34 σε-图（a ）理想弹性－塑性 （b ）理想弹性强化解：（1）弹性阶段：tan E σεαε==⋅非弹性阶段：y f σ=（应力不随应变的增大而变化） （2）弹性阶段：tan E σεαε==⋅ 非弹性阶段：'()tan '()tan y y y y f f f E f Eσεαεα=+-=+-如图2-35所示的钢材在单向拉伸状态下的σε-曲线，试验时分别在A 、B 、C 卸载至零，则在三种情况下，卸载前应变ε、卸载后残余应变c ε及可恢复的弹性应变y ε各是多少2235/y f N mm = 2270/c N mm σ= 0.025F ε= 522.0610/E N mm =⨯2'1000/E N mm =σf yCσF图2-35 理想化的σε-图 解： （1）A 点： 卸载前应变：52350.001142.0610y f E ε===⨯卸载后残余应变：0c ε=可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-=（2）B 点： 卸载前应变：0.025Fεε==卸载后残余应变：0.02386y c f Eεε=-=可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-=（3）C 点： 卸载前应变：0.0250.0350.06'c yF f E σεε-=-=+=卸载后残余应变：0.05869cc Eσεε=-=可恢复弹性应变：0.00131y c εεε=-=试述钢材在单轴反复应力作用下，钢材的σε-曲线、钢材疲劳强度与反复应力大小和作用时间之间的关系。
答：钢材σε-曲线与反复应力大小和作用时间关系：当构件反复力y f σ≤时，即材料处于弹性阶段时，反复应力作用下钢材材性无变化，不存在残余变形，钢材σε-曲线基本无变化；当y f σ>时，即材料处于弹塑性阶段，反复应力会引起残余变形，但若加载－卸载连续进行，钢材σε-曲线也基本无变化；若加载－卸载具有一定时间间隔，会使钢材屈服点、极限强度提高，而塑性韧性降低（时效现象）。
钢结构基本原理课后习题答案完全版
第 2 页 共 35 页
《钢结构基本原理》 （第二版）练习参考解答：第二、五、六、七、八章习题答案
2.6 一两跨连续梁，在外荷载作用下，截面上 A 点正应力为 1 120 N / mm2 ， 2 80 N / mm2 ，B 点的正应力
1 20 N / mm2 ， 2 120 N / mm2 ，求梁 A 点与 B 点的应力比和应力幅是多少？
解： （1）A 点： 应力比： （2）B 点： 应力比：
2 80 0.667 1 120
应力幅： max min 120 80 200 N / mm2
1 20 0.167 2 120
(3)Q390E
应力幅： max min 20 120 100 N / mm2
1 3 2 2 3 2 4 2 2 2 2 1 0.965 0.300 1.48 1.482 0.965 0.300 1.48 1.482 4 1.482 2 2 1.48
σ σ
fy
fy tgα=E tgα'=E' α ε α
α'
0
0
ε
图 2-34 图 （a）理想弹性－塑性 （b）理想弹性强化
解： （1）弹性阶段： E tan 非弹性阶段： f y （应力不随应变的增大而变化） （2）弹性阶段： E tan 非弹性阶段： f y E '(
第五章 5.1 影响轴心受压稳定极限承载力的初始缺陷有哪些?在钢结构设计中应如何考虑?
5.2 某车间工作平台柱高 2.6m,轴心受压,两端铰接.材料用 I16,Q235 钢,钢材的强度设计值 压稳定系数 及其稳定临界荷载. 如改用 Q345 钢 解答: 查 P335 附表 3-6,知 I16 截面特性, 柱子两端较接,
钢结构原理与设计课后习题
钢结构原理与设计课后习题
1、钢结构的主要特点是什么？
2、为什么钢材适合用于建筑结构？
3、请简述钢结构的应力分析方法。
4、钢结构的设计原则有哪些？
5、请列举一些钢结构的常见构件。
6、钢结构的连接方式有哪些？
7、钢结构的施工工艺与注意事项有哪些？
8、如何进行钢结构的防腐蚀措施？
9、项目选用钢结构的优缺点有哪些？
10、请简述刚性连接和铰接连接的原理及适用条件。
11、请解释冷弯薄壁钢组件的概念并说明其应用。
12、钢结构的稳定性问题有哪些？如何解决？
13、请论述钢结构的抗震设计原则。
14、钢结构的疲劳问题有哪些？如何进行疲劳强度计算？
15、请简述压弯构件的应力分析方法。
16、什么是槽钢剪切变形和屈曲扭转？
17、简述钢结构的热参数分析方法。
18、请说明如何进行钢结构构件的验算。
19、请简述钢结构的阻尼设计原则。
20、为什么在钢结构中常使用焊接连接方式？焊接连接的注意事项有哪些？。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
，
h f tmin (1 ~ 2) 8 ~ 9mm
取 h f 6mm 时， lW 不可行；
N 598.4 103 445.2mm 60h f 360mm 2 0.7h f f fW 2 0.7 6 160
取 h f 7mm 时， lw 381.6mm ， lw 60h f 420 mm 可行， l 381.6 2h f 395.6mm ，取 l 400 mm 取 h f 9mm 时， lw 296.8mm ， lw 60h f 540 mm 可行， l 296.8 2h f 314.8mm ，取 l 320 mm 故最小的焊脚尺寸可取 7mm ，钢板搭接长度为 400 mm 最大的焊脚尺寸可取 9mm ，钢板搭接长度为 320 mm
故取 t 12mm 。
4.2解：
N G NGK Q NQK 1.2 0.2 N k 1.4 0.8N k 1.36 N k
焊缝质量为二级， f tW 215 N / mm2 未用引弧板施焊
lW 400 2 12 376mm
f tW N ， N f tW lW t 1.36 N k lW t
趾部尺寸
为方便备料，取 h f 1 h f 2 h f 6mm ，满足上述要求。 2）轴心力 N 的设计值
N G NGK Q NQK 1.2 0.1180 1.4 0.9 180 248.4kN
按角钢背与趾部侧面角焊缝内力分配系数可知:等边角钢内力分配系 数
f
f
M 10 106 186.0 N / mm2 2 2 0.7h f lW 6 0.7 8 240 6 N 50 103 37.2 N / mm2 0.7h f lW 0.7 8 240
2 186 2 2 W 2 2 37.2 156.9 N / mm f f 160 N / mm ，可 f 1.22 2
N G N GK Q N QK 则： N 1.2 10% 560 1.4 90% 560 772.8kN
查表，得：钢板螺栓孔壁承压承载力设计值： f c b 405 N / mm2 螺栓的强度设计值为： f v b 190 N / mm2
N v nv
f f
Hale Waihona Puke 故 h f 8mm4.8解：
R 1.2 25%Rk 1.4 75%Rk 405kN
l 300 mm
lh 80 10 70mm
he 0.7h f 4.2mm
取焊脚尺寸 h f 6mm （1）几何关系
水平焊缝计算长度 lWh lh h f 70 6 64mm 全部焊缝计算长度 lW l 2lWh 300 2 64 428mm 全部焊缝有效截面 AW helW 形心位置 x 略去 he3 项
f f
W 2 f ff
2 2
2
1488 .1 297.6 160 1.22h f h f
解得： h f 7.85mm 采用 h f 8mm （2）试算法
1.5 tmax 1.5 18 6.36mm hf tmin 1 ~ 2 8 ~ 9mm
45mm ，螺栓数增加为 8 个。
取螺栓纵向间距为 65mm ，边距为 35mm 。
第二列布置 2 个螺栓，符合不大于 24t 240 mm 的构造要求。 已知， 在最外侧螺栓处的截面， 钢板受力最大， 截面上有 3 个螺栓孔， 其净面积为最小，即：
An1 (b 3d o )t (250 3 20.5) 20 3770 mm2
4.7解：
（1）直接计算法
M Nl 50 0.2 10kN m
f
M 10 106 1488 .1 N / mm2 2 2 0.7h f lW 6 0.7h f 240 6 hf
f
N 50 103 297.6 N / mm2 0.7h f lW 0.7h f 240 hf
b
b
de 2
4
b
fv 2
b
400
4
190 10 3 119.32(kN )
Nc d tf c 20 20 405 103 162(kN )
取 Nb min{ Nv b , Nc b } 119.32(kN ) 需要的螺栓数目： n
N 772.8 6.48 最少采用 n 7 b N 119.32
e1 0.3 b
e2 0.7 b
对角钢趾部取力矩平衡得: N1b Ne2
N1 e2 N 0.3N 0.3 248.4 74.52kN b
N2 N N1 0.7 N 0.7 248.4 173.88kN
3)焊缝长度。 当构件截面为一只角钢时， 考虑角钢与节点板单面连接所引起的偏心 影响， ftW 应乘以折减系数 0.85。 角钢趾： lW 1
1.5 tmax 1.5 18 6.36mm ，可 tmin 1 ~ 2 8 ~ 9mm
取 h f 8mm
AW helW 0.7h f lW 0.7 8 240 1344 mm2
1 2 1 WW helW 0.7 8 240 2 53760 mm3 6 6
焊缝有效截面对形心 O 的极惯性矩
I 0 I x I y 2154.6 47.8 2202.4cm4
（2）强度验算
V R 202.5kN 2
a 80 x 70.4mm
T
Ra 405 70.4 103 14.3kN m 2 2
x1 lWh x 64 9.6 54.4mm
试取螺栓距 p 3do 61.5mm 65mm 端距 a 2do 41mm 45mm 边距 c 1.5do 30.75mm 35mm 因为板宽 b 250 mm ， 若边距为 35mm 则不满足间距不大于 12t 120 mm 要 求，故最外排每列螺栓应设 3 个，取螺栓横向间距为 90 mm ，端距为
b min Nvb , Ncb 72.2kN 单个螺栓受剪承载力： N min
b （2）求每列螺栓的个数 n 的值。取 N T Nmin
由修正公式（5.10） ：
4.1解：
1 2 N G NGK Q N QK 1.2 315 1.4 315 420 kN 3 3
焊缝质量为三级，用引弧板施焊。查表得 E43 焊条的 f tW 185 N / mm2 ， Q235 钢的 f 215 N / mm2 。
t N 420 103 11.35mm bftW 200 185
T 1 1 Pe 544 250 68kN m 2 2
（1）单个螺栓受剪承载力设计值： 螺栓杆被剪断承载力： N vb nv
4 d 2 f vb 1
4
22 2 190 72.2kN
螺栓孔承压破坏承载力： Ncb d t fcb 22 16 405 142.56kN
N1 74.52 103 130mm 8h f 48mm 0.7h f 0.85 f fW 0.7 6 0.85 160
取 l1 140 mm （ 130 2h f 142 mm ，取 10mm 的整数倍） 角钢背： lW 2
N2 173.88 103 304 mm 60h f 360 mm 0.7h f 0.85 f fW 0.7 6 0.85 160
y1
l 150mm 2
T f
T f
Tx1 14.3 10 6 54.4 35.3N / mm2 4 I0 2202 .4 10 Ty1 14.3 10 6 150 97.4 N / mm2 I0 2202 .4 10 4
V 202.5 103 112.7 N / mm2 A 4.2 428
Ix
2 2 3 hel 3 l 0.42 30 30 2helWh 2 0.42 6.4 2154 .6cm4 12 12 2 2
2helWh lWh AW
2 2 he 6.4 6.4 2 0.96cm he 42.8
2 h l3 l I y 2 e Wh helWh Wh x helWh x 2 2 12 2 0.42 6.43 6.4 2 0.42 6.4 0.96 0.42 6.4 0.96 2 47.8cm 4 12 2
拼缝一侧上、下两块拼接板同时有 4 角拉剪破坏时所需轴向力为
N 4 N1 4 207.9 831.6(kN ) 772.8(kN )
因而此处不会发生块状拉剪破坏。
5.4解：
f vb 190 N / mm2 f cb 4 0 5 N / mm2
设螺栓单列为 n 个。
P 1.2 20%Pk 1.4 80%Pk 544kN
V f
剪力和扭矩共同作用下的强度条件
V T f f f
T f
2
2
35.3 112.7 2 2 W 2 97.4 155.6 N / mm f f 160 N / mm 1 . 22
2
，可
5.1解：
取 l2 320mm （ 304 2h f 316 mm ，取 10mm 的整数）